50 万t/ a 水泥联合粉磨线的生产调试和控制经验

  
0 前言

　　福建春驰集团新丰水泥有限公司( 以下简称我公司) 于2004 年新建一条50 万t/a 水泥粉磨生产线。该生产线采用了HFCG120- 45 辊压机、SF500/100 打散分级机与!3.2m×13m 开路高效筛分球磨机组成水泥挤压联合粉磨系统。该系统于2004 年5月开始负荷调试, 同年6 月实现月达产。运行一年多来, 该系统根据水泥用户的不同需要, 能稳定生产P.O32.5R, P.O42.5R 等水泥品种, 质量稳定且便于调节。本文就该系统的工艺配置、调试生产及工艺参数的优化过程等作一介绍及分析。
 
1 系统工艺配置及运行情况简介
 
　　系统工艺流程见图1, 主要配置见表1( 图1 中设备序号与表1 中一一对应) 。库底配料后经胶带输送机( 设有自动除铁器) 送入进料提升机提升至稳流称重仓; 物料在稳流称重仓中混合、稳定后, 以料柱形式均匀连续地喂入辊压机; 经辊压机的高压, 物料结构破坏而形成料饼; 料饼由料饼提升机喂入打散分级机打散分级, 粗粉回辊压机重新挤压, 细粉则喂入高效筛分水泥磨粉磨; 粉磨后的成品水泥经提升机、空气输送斜槽等设备送入水泥圆库。

 
　　在本系统中, 球磨机是开路系统, 打散分级机与辊压机形成闭路。生产过程全部采用DCS 控制, 并配有工业电视监控系统。除尘系统设置一台气箱脉冲袋除尘器, 负责磨内通风, 并收集辊压机、料饼提升机、空气输送斜槽等各点的扬尘, 收下的水泥入出磨提升机。该生产线投产后主要P.O 32.5R,P.O42.5R 水泥, 其生产配料方案和成品细度质量控制指标见表2。

 
2 生产调试过程
 
2.1 调试前的主要技术准备

　　本系统高压外线和DCS 控制系统与原有1 000t/d 水泥熟料生产线( 以下简称“原生产线”) 共用和兼容, 如何实现与原生产线的顺利衔接并尽可能减少原生产线的停产时间, 是本系统调试准备工作的重点。
 
( 1) 总降压站用电接口。本项目与原生产线共用一条35 kV 高压外线, 仅在原总降压站内增设一台变压器供电。为尽可能缩短原系统停产时间, 我们提前做好高、低压柜和变压器的就位安装, 在完成控制电缆敷设接线和微机保护调试工作后, 利用原生产线检修时间, 集中力量同步施工, 仅用半天的时间就完成了35 kV 主开关柜与龙岩电业局铁山变压站至合丰的进线柜并接、6.3 kV 联络柜与原6.3 kV 柜并接、低压公共保护并接, 保证了原生产线的按时供电。
 
( 2) 中央控制室DCS 系统接口。考虑到系统的兼容性, 本项目采用了与原生产线DCS 系统相同的集散控制系统, 并通过网线直接联络到前期的控制站交换机上。待工程软件编制完成后并调试好, 利用原生产线停机时间通过转换软件完成本系统工程软件与前期工程软件的合并, 形成完整的工程软件并调试, 实现了DCS 系统的兼容和资源共享。
 
( 3) 质量控制基础工作的实施。提前做好电子皮带秤、稳流称重仓传感器以及库、仓料位计的标定检测, 确保计量设备的计量精度。从建立健全进厂原材料的质量考核着手, 加强进厂原材料的检测、检验, 并视生产控制需要, 增加检测内容和检测频次,严把进厂原料质量关。
 
2.2 负荷试车及调试生产本系统的负荷试车, 
 
　　按系统负荷为30%, 70%,90%, 100%分阶段分步进行。试车过程中, 主要存在以下几个方面的问题, 后通过多方努力, 问题均得以圆满解决。
 
( 1) 30%负荷时辊压机震动过大。因球磨机产量较低, 库底配料给料量相应减少, 稳流称重仓易出现过低的料位, 操作时就通过调节打散机的转速适当增加其回料, 保持稳流计量仓的合理料位。但辊压机的处理量是一定的, 这样造成大量本应进入球磨机粉磨的合格细粉, 因球磨机负荷低而返回稳流称重仓, 致使辊压机进料中含有过多的细粉, 从而造成辊压机震动。为此我们通过降低立窑熟料配比( 因立窑熟料中的粉料较多) , 以及保持库底配料不断料和稳流计量仓的料位保持在60%以上; 同时适当减少打散分级机的回料, 尽可能使辊压机进料的颗粒级配趋于合理, 及时避免了辊压机的震动现象。
 
( 2) 磨机启动柜的高压熔断器多次熔断。系统90%负荷试机时, 多次重复出现磨机连续运行十几个小时就发生6 kV 等级RN2 型高压熔断器熔断爆裂。通过排查, 不存在熔断器电流泄漏或其它质量问题。为此结合现场熔断器爆裂且温度高的现象, 采取加强通风散热和加大熔断器的熔体电流( 由300 A加大到400 A) 等措施, 但故障未能排除。后分析认为, 该熔断器的最大电流为300 A, 其屡屡爆裂使球磨机电机的启动电流过大且超过其最大电流这应是主要原因, 为此将该熔断器改为电动机限流型熔断器后, 至今已连续正常运行近2 年。
 
( 3) 辊压机运行参数———挤压粉碎力和料饼厚度的选择。由于辊压机的能量利用率高, 操作中力求采用低压大循环, 选择合理的料饼厚度、提高料饼质量, 使辊压机液压系统向磨辊提供的压力更加有效地作用于物料, 增强挤压效果, 实现挤压打散系统的最佳运行状态。
 
　　第一, 挤压粉碎力选择。挤压粉碎力是辊压机安全稳定运行的重要参数, 其大小直接影响着挤压效果和挤压质量。挤压力过小, 无法形成致密的料饼,也达不到物料粉碎所需的压力, 物料粉碎效果差; 挤压力过大, 料饼不易打散、分级, 效果反而不好, 且易造成辊压机主电机负荷过大、辊面磨损过快、液压管道接口渗漏等设备故障。结合本系统的原料特点, 我们选择辊压机的挤压粉碎力为6.5～5.5MPa, 一年多来, 挤压效果好, 设备运行稳定可靠。
 
　　第二, 料饼厚度的选择。选择合适的料饼厚度,能控制适宜的辊压机物料通过量和回料量, 实现整个系统的平衡运行; 同时能提高辊压机的有效作用力, 发挥辊压机对物料的最佳挤压效果; 且有利于料饼的打散和分选效率的提高, 保证入磨物料粒度均匀、稳定, 为缩小钢球直径、稳定球磨机的级配创造良好的条件, 充分发挥系统的最佳运行状态。结合本系统的原料特点和产品性能要求, 通过一年多的实践探索, 生产中选择辊压机的挤压料饼厚度为20～25mm。
 
3 生产操作与控制经验
 
( 1) 控制最大入料粒度, 调节入磨原料水分。通过调节熟料破碎机的出口间隙, 确保各物料的最大粒度≤50mm; 根据混合材掺加量的不同和旋窑熟料温度较高的特点, 调节库底旋窑熟料皮带秤出料口处的喷水量, 使入磨原料的综合水分保持在1%左右, 并确保小于1.2%, 降低了入磨的物料温度, 又利于增强辊压机的挤压效果。
 
( 2) 挤压、打散系统的平衡。根据产品和磨机状况的不同, 库底配料量会发生较大的变化, 通过调节打散分级机的转速控制料饼回料量, 保持稳流称重仓的料位在合理范围内, 使辊压机入料的颗粒级配更加合理、稳定; 通过调节辊压机的斜插板位置, 保持适宜的辊缝, 并在辊压机进料口上方形成稳定的料柱, 增强进入辊压机的物料密实度并形成稳定厚实的料柱, 尽量从外部为辊压机创造一个良好的工作环境, 以实现挤压、打散系统的平衡。通过长期的运行, 我们得出以下经验:第一, 控制稳流称重仓仓位在60%～70%之间。第二, 调节辊压机斜插板位置, 使辊压机的料饼厚度在20～25mm 范围内。同时, 特别注意磨辊的磨损及焊补前后斜插板位置的调整、变化, 使其适应系统正常的运行要求。第三, 控制打散机转速在400～700 r/min 范围内, 并经常性地检查处理打散机的锤头、风轮、筛板、挡风圈等部件的磨损情况和环形通道、筛孔堵塞情况, 发现异常及时处理, 确保打散机的运行可靠。
 
( 3) 根据产品和原料的品质不同, 采取不同的控制特点。生产P.O325R 水泥时, 混合材的掺加量约13%～15%, 同时掺入较大比例强度相对较低的立窑熟料。由于辊压机对物料进行挤压时具有选择性,强度低的物料首先被粉碎、强度高的物料不易被粉碎, 且随着料饼厚度的增加而愈加明显。为此, 我们采用较低的系统操作压力, 适当降低料饼的厚度, 结合料饼中立窑熟料较高的情况, 调节打散机转速, 减少回料量, 增加新料量, 提高系统产量。生产P.O425R 水泥时, 混合材的掺加量为10%～12%, 同时少掺或不掺加立窑熟料。此时, 在保持主电机电流不超过额定电流的情况下, 适当提高辊压机的系统操作压力, 通过降低打散机转速增加回料量, 改善辊压机入料的颗粒级配, 增强辊压机的挤压效果, 提高系统产量。
 
( 4) 定期检查入磨物料粒度, 实现最佳的系统运行效果。生产中通过打散分级机控制入磨物料的最大粒度; 通过优化各系统操作参数, 实现最佳的系统运行效果。其中入磨物料的控制指标为: ≥2mm的物料比例小于12%, ≥80 μm 的物料比例在33%～38%左右。如出现较多≥2mm 的物料, 则应检查辊压机侧档板缝隙是否过大、打散机环形通道是否堵塞、筛网是否破损等。发现问题及时处理, 保持入磨物料粒度的稳定。
 
( 5) 做好球磨机研磨体级配的优化。磨内研磨体级配见表3。在实际操作中, 我们发现球磨机一仓的磨音总体较弱, 入磨物料中含有少量5～10mm 左右的粗颗粒, 因此在一仓补球过程中加入了适量!70mm 的钢球。

 
( 6) 加强不同品质水泥产品生产调整时的质量控制。当从生产低标号水泥改为生产高标号水泥时,提前半小时改变配比, 洗磨( 输送设备) 半小时后再改变水泥的进库; 当从生产高标号水泥改为生产低标号水泥时, 在改变配比的同时改变水泥的进库, 并特别注意检查库顶的气动闸门, 避免漏粉, 确保低标号水泥不致进入高标号水泥库内。另应注意不同品种水泥专库存放。
 
4 使用效果及存在的问题
 
( 1) 目前生产水泥的各主要技术指标见表4。从表4 可以看出, 该水泥挤压联合粉磨系统产量稳定且大大高于65 t/h 的设计指标, 综合电耗( 含破碎、包装系统) 30.2 kWh/t, 小于设计指标32 kWh/t;选用高铬钢球和低铬钢段, 年平均吨水泥球耗26 g,锻耗60 g。设备运行稳定, 工艺简单易操作。

 
( 2) 存在的问题。当旋窑熟料库存量较少时, 由于出库熟料温度高, 该熟料用于生产P.O42.5R 普通硅酸盐水泥时, 易造成出磨水泥温度偏高( 达110 ℃以上) 的现象。该问题我厂拟准备采用在工艺系统中加强通冷风的方式来解决。
 
5 结语
 
　　我公司由辊压机、打散机、磨内筛分装置等关键装备和技术组成的水泥挤压联合粉磨系统, 通过一年多的生产实践和不断的工艺参数优化, 实现了系统的达标达产。该流程简单通畅、调节控制简便, 技术经济指标先进, 不失为一种水泥粉磨系统的优选方案。